高比重粗分散防塌泥浆在小口径岩心钻探中的应用——以会理县拉拉铜矿勘探工程为例

摘要

钻进泥浆是钻进过程中用来清洗孔底并把岩屑带到地面，同时冷却钻头保证钻进施工正常进行的流体，在钻探施工时，孔内流体的流动会形成水与粘土的混合物，我们称其为泥浆，后来随着钻探行业的发展，发明了很多不同的原料和配方，它们能够对泥浆性能产生很大的影响，我们称它们为添加剂;随着探矿行业的发展，浅部找矿已经不能满足发展的需要，因此，钻探施工深度不断的加深，目前来说，2000米左右的小口径岩心钻探已经很常见了，同时，随着深度的加大，孔内情况也更加复杂，在小口径岩心钻探施工中，如何保证孔壁的稳定至关重要，是钻探工程能否顺利完成的关键，而要保证孔壁的稳定，就要研究影响其失稳的原因，本文主要从三个方面入手进行研究，一是孔壁的地层压力及孔隙压力与泥浆压力的压差对孔壁的影响;二是降失水严重地层在与泥浆接触的过程中降失水引起的膨胀缩径问题，三就是水敏地层在接触到泥浆后发生水化使地层性能发生很大变化造成孔壁的失稳;
　　文章介绍了选题的依据并介绍了高比重粗分散防塌泥浆在小口径岩心钻探施工中稳定孔壁的作用机理，在如今钻探施工行业，特别是小口径岩心钻探施工中，孔深越来越深，遇到的地层情况也会越来越复杂，孔内事故也越来越多，比如地层压力差引起的垮塌、失水膨胀引起的缩径及钻杆回转阻力造成钻杆磨损加大甚至断裂、孔内掉块引起的卡钻等事故的发生，采用优质的泥浆对于小口径岩心钻探护壁稳定来说效果明显，论文介绍了泥浆中的分类及应用;通过分析高比重粗分散防塌泥浆在复杂地层中的作用机理和效果，并结合现场施工实践分析出高比重粗分散防塌泥浆在复杂地层中应用时对于钻探效率的影响，并通过数据分析加以论证。
　　四川省会理县拉拉铜矿矿山是一个以铜矿为主的大型矿山，开采方式为露天开采。该矿山具有储量较大，品位较高，容易开采等优点，具有较高的开采价值。为了进一步探明矿产在深部的走向和储量，决定用小口径岩心钻探施工取心的手段对矿山进行勘查。在施工过程中，孔深设计较深，在施工到400米以后，出现孔内阻力加大，钻机负荷加大、开不起转速、钻杆磨损严重及缩径垮塌等事故，严重影响了钻进效率，提高了钻探成本，因此如何提高泥浆的性能、保证孔壁的稳定、提高钻进时的转速，即提高钻进效率就是我们必须解决的难题。
　　论文归纳总结了高比重粗分散防塌泥浆保护孔壁、防止垮塌原理及其如何配制和使用，并结合会理县拉拉铜矿勘探工程中事故处理案例阐述了高比重粗分散防塌泥浆的在复杂地层中的应用，总结经验可以在今后的类似工程中借鉴和使用。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题的根据与研究的方向

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容

第2章 小口径岩心钻探孔壁稳定分析

2．1 孔壁压力差对孔壁稳定分析

2．1．1 地层压力与泥浆压力差分析

2．1．2 地层孔隙压力与泥浆压力差分析

2．1．3 地层压力差造成孔壁破坏分析

2．2 泥浆的水化作用对孔壁稳定分析

2．2．1 断层泥水化作用分析

2．2．2 低渗透地层失水分析

2．2．3 水敏性地层失水分析

2．3 泥浆润滑对孔壁稳定的分析

2．3．1 钻杆与孔壁间摩擦力分析

2．3．2 孔内泥浆循环阻力分析

第3章 高比重粗分散防塌泥浆的性能和作用

3．1 岩心钻探泥浆的分类

3．2 高比重粗分散防塌泥浆的防塌作用机理

3．2．2 高比重泥浆的防塌作用

3．2．2 粗分散防塌泥浆的防塌作用

3．3 高比重粗分散防塌泥浆的性能

3．3．1 泥浆的密度

3．3．2 泥浆的流变性能

3．3．3 泥浆的造壁性能

3．3．4 泥浆的润滑作用

3．4 高比重粗分散防塌泥浆的固相控制

3．4．1 泥浆中固相对钻速的影响

3．4．2 泥浆固相的控制

3．4．3 机械清除设备

3．5 高比重粗分散防塌泥浆的影响因素

3．5．1 地层因素

3．5．2 固相因素

3．5．3 处理剂因素

3．5．4 润滑因素

3．6 高比重粗分散防塌泥浆性能测试

3．6．1 泥浆比重测试

3．6．2 泥浆PH值测试

3．6．3 泥浆的润滑性能测试

第4章 高比重粗分散防塌泥浆的应用

4．1．1 交通位置

4．1．2 气候特征

4．1．3 矿区地理及地形地貌

4．1．4 矿产种类

4．1．5 勘查区地质情况

4．1．6 矿床地质特征

4．2 矿区施工情况

4．2．1 钻探施工组织设计

4．2．2 钻探质量目标

4．2．3 钻孔施工工艺

4．3 高比重粗分散防塌泥浆的设备

4．3．1 搅拌机

4．3．2 BW-250泥浆泵

4．3．3 同相控制设备的使用

4．4 高比重粗分散防塌泥浆主要原材料与配方

4．4．1 高比重粗分散泥浆的原材料的选用

4．4．2 高比重粗分散防塌泥浆的配方

4．5 现场事故情况及处理流程

4．5．1 处理前准备工作

4．5．2 处理孔内钻杆

4．5．3 配制高比重粗分散防塌泥浆

4．5．4 高比重粗分散防塌泥浆使用效果检查

4．6 矿区事故预防措施

4．7 在施工过程中的风险管理

结论

致谢

参考文献